Razgovarajmo o tome što čini toplinuobrazovanje, te definirati one uvjete koji se nazivaju standardima. Da bismo razumjeli ovaj problem, razjasnit ćemo razlike između jednostavnih i složenih tvari. Za konsolidaciju koncepta "vrućine formacije", razmotrit ćemo specifične kemijske jednadžbe.
U reakciji između ugljika i plinovitogvodik stvara 76 kJ energije. U ovom slučaju ta je brojka toplinski učinak kemijske reakcije. Ali to je i vrućina formiranja molekule metana iz jednostavnih tvari. „Zašto?” - pitaj. To se objašnjava činjenicom da su početne komponente ugljik i vodik. 76 kJ / mol bit će energija koja kemičari nazivaju "toplinom formiranja".
U termo kemiji postoje brojne tablice u kojima su naznačeni utezi za stvaranje raznih kemikalija iz jednostavnih tvari. Na primjer, vrućina stvaranja tvari čija formula CO2, u plinovitom stanju ima indeks od 393,5 kJ / mol.
Zašto nam ove vrijednosti trebaju? Toplina formacije je količina koja se koristi pri izračunavanju toplinskog učinka bilo kojeg kemijskog procesa. Kako bi se izvršili takvi izračuni, potrebna je primjena zakona termokemije.
To je temeljni zakon koji objašnjavaenergetskih procesa koji se promatraju tijekom procesa kemijske reakcije. Tijekom interakcije, promatrane su kvalitativne transformacije u sustavu reagiranja. Neke tvari nestaju, umjesto toga pojavljuju se nove komponente. Takav proces prati i promjena u unutarnjem energetskom sustavu, koja se očituje u obliku rada ili vrućine. Rad koji je povezan s ekspanzijom, za kemijske transformacije, ima minimalnu vrijednost. Toplina koja se oslobađa kada se jedna komponenta pretvori u drugu tvar može biti velika količina.
Ako uzmemo u obzir različite transformacije,Skoro svima dolazi do apsorpcije ili oslobađanja određene količine topline. Kako bi se objasnio pojavljivanje fenomena, stvoren je poseban odjeljak - termokemija.
Zahvaljujući prvom zakonu termodinamike,Moguće je izračunati toplinski učinak ovisno o uvjetima kemijske reakcije. Izračuni se temelje na osnovnom zakonu termokemije, odnosno zakonu Hess. Dajmo formulaciju: toplinski učinak kemijske transformacije povezan je s prirodom, početno i konačno stanje materije, nije povezano s načinom interakcije.
Što slijedi iz ove formulacije? U slučaju dobivanja određenog proizvoda, nije potrebno koristiti samo jednu varijantu interakcije, moguće je izvršiti reakciju na različite načine. U svakom slučaju, bez obzira na to kako ste dobili željenu tvar, toplinski učinak postupka bit će nepromijenjen. Kako bismo ga odredili, moramo sažeti termičke učinke svih međupredmetnih transformacija. Zahvaljujući Hessovom zakonu, postalo je moguće izvesti numeričke proračune toplinskih učinaka, što se ne može učiniti u kalorimetru. Na primjer, vrućina stvaranja tvari ugljikovog monoksida kvantitativno se izračunava prema Hessovom zakonu, ali običnim eksperimentima nećete ga moći odrediti. Zbog toga su vrlo važni posebni termokemijski tablice, u kojima se numeričke vrijednosti za različite tvari određuju u standardnim uvjetima
S obzirom da je toplina obrazovanjatoplinski učinak reakcije, agregatno stanje dotične tvari je od posebne važnosti. Primjerice, prilikom provođenja mjerenja, grafit se smatra standardnim stanjem ugljika, a ne dijamantom. Također uzeti u obzir tlak i temperaturu, tj. Uvjete u kojima su komponente koje reagiraju izvorno postojale. Te fizičke veličine mogu značajno utjecati na interakciju, povećati ili smanjiti količinu energije. Za izradu osnovnih izračuna, uobičajeno je koristiti određene indekse tlaka i temperature u termo kemiji.
Budući da je toplina stvaranja tvariodređivanje veličine energetskog učinka u standardnim uvjetima, izdvojit ćemo ih odvojeno. Temperatura za izračune je odabrana 298 K (25 stupnjeva Celzija), tlak je 1 atmosfera. Nadalje, važno je obratiti pažnju na činjenicu da je toplina formiranja bilo koje jednostavne tvari nula. To je logično, jer se jednostavne tvari ne formiraju, tj. Nema potrošnje energije za njihovu pojavu.
Ovaj dio moderne kemije poseban jejer su ovdje važni izračuni, primaju konkretne rezultate koji se koriste u toplinskoj elektroenergetici. U termokemiji postoji mnogo pojmova i pojmova koji su važni za rad kako bi se dobili željeni rezultati. Entalpija (ΔH) ukazuje da se kemijska interakcija dogodila u zatvorenom sustavu, nema učinka na reakciju drugih reaktanata, tlak je bio konstantan. To poboljšanje omogućuje nam da govorimo o točnosti izračuna.
Ovisno o kakvoj reakcijiuzeti u obzir, veličina i znak rezultirajućeg toplinskog učinka mogu značajno varirati. Dakle, za sve transformacije koje uključuju dekompoziju jedne kompleksne tvari u nekoliko jednostavnijih komponenti, pretpostavlja se apsorpcija topline. Reakcije kombinacije višestrukih polaznih materijala u jedan složenije proizvode praćene su otpuštanjem značajne količine energije.
Pri rješavanju bilo kakvog termokemijskog problemaprimjenjuju isti algoritam akcija. Prvo, prema tablici, vrijednost toplote formiranja određuje se za svaku početnu komponentu, kao i za proizvode reakcije, bez zaboravljanja agregatnog stanja. Slijedeće, naoružani hejanskim zakonom, čine jednadžbu za određivanje željene količine.
Posebna pozornost treba posvetiti računovodstvuStereokemijski koeficijenti dostupni prije početne ili konačne tvari u određenoj jednadžbi. Ako u reakciji postoje jednostavne tvari, tada njihova standardna toplina formacije je nula, tj. Takve komponente ne utječu na rezultat dobiven u izračunu. Pokušat ćemo koristiti informacije dobivene na određenu reakciju. Ako uzmemo kao primjer proces nastajanja od željezovog oksida (Fe3+) čistog metala interakcijom s grafitom, a zatim u priručniku mogu se naći vrijednosti standardne toplinske formacije. Za željezni oksid (Fe3+) to će biti -822.1 kJ / mol, za grafit(jednostavna stvar) to je nula. Dobivena reakcijska proizvodi ugljični monoksid (CO), za koji je indikator ima vrijednost - 110.5 kJ / mol, a toplina formiranja pušten željeza odgovara nuli. Snimanje standardne topline formiranja određene kemijske interakcije karakterizira se kako slijedi:
? Hoko298 = 3 × (-110.5) - (-822.1) = -331.5 + 822.1 = 490.6 kJ.
Analizirajući Hessovu numeričkumože se zaključiti da je taj proces endotermna transformacija, odnosno uključuje potrošnju energije na reakciju redukcije željeza iz njegovog trovalentnog oksida.
</ p>
